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红色预警的压力

2015-12-18 16:51 作者:张星云来源:三联生活周刊 2015年第51期
北京在经历了11月底的连续重霾后,12月7日晚,北京市空气重污染应急指挥部发布空气重污染红色预警,这是北京自2013年《北京市空气重污染应急预案》通过以来首次启动红色预警。

红色预警之下,全市机动车分单双号限号行驶,中小学停课,国家企事业单位实行弹性工作制。自2013年北京市开始决定治理重霾,三年过去了,我们却迎来了前所未见的红色预警。到底为什么会出现这么严重的霾?我们还要在这样的环境中生活多久?为此我们专访了中国科学院大气物理研究所研究员王跃思。他的团队作为独立于国家环保业务部门的第三方,多年来一直从事大气污染数据的观测、采集和分析研究工作。

三联生活周刊:今年冬天从11月份开始已经有两次严重大气污染了,为什么冬天空气污染这么厉害?

王跃思:气象条件是重霾污染过程形成的外因,污染物排放量大是内因。北京今年初冬的雨雪天气,造成地面湿冷,这使得近地面空气团湿冷沉且密度大,而隔着霾层的上空阳光普照,空气热而清,这种头轻脚重的现象气象学称之为“逆温”,其作用就是使得地面排放的污染物无法向上扩散。此外北京重霾爆发时往往风速小,空气湿度大,风向以偏南为主,大气混合层高度只有300米至400米,这种情况使得污染物水平方向扩散困难。与逆温现象同时出现,就会使污染物长久滞留在空气中,便形成了北京连续重霾污染的天气。此外由于城市热岛效应,北京城区大气混合层高度要高于郊区,大量的污染排放使得城区实际霾层厚度比郊区更厚。也正因此,如果你重霾天气时赶上坐飞机,从800米的高度向下看北京城,所见就是浓云密布,不见任何城市踪影,而霾层上方则是万里晴空。

三联生活周刊:那么第一次发布红色预警,所有的限制措施是否对缓解污染有效?

王跃思:实际上12月初的这次污染强度比11月底那次低约30%,但11月底只发布了橙色预警,而这回北京头一次发布红色预警。如果去除气象条件差异的影响,12月初发布红色预警,机动车单双号限号限行、停工停学和部分工厂限产,使北京大气细颗粒物PM2.5值相比没有红色预警的情况降低了15%,可吸入颗粒物PM10下降了14%,而PM1仅下降了3%。由于PM1粒子非常小,对可见光的散射效率最高,是决定天气能见度的主要粒子,因此PM1没有下降多少,也使得12月8日红色预警之后人们并没有觉得天气在能见度上立即有所好转。但对人体健康影响更加显著的PM2.5和PM10确实有了显著降低。

这次北京机动车单双号限号限行对限制霾污染蔓延很有效。根据我们观测出的数据分析,北京大气中一氧化氮实际下降了24%,而二氧化氮上升了10%,整体上氮氧化物总量下降13%。这些数据很有科学内涵,因为汽车在拥堵或低速行驶时排放的主要是一氧化氮,可这次限行缓解了交通拥堵,一氧化氮排放减少了24%。而道路不再拥堵,路上大家车速快了,汽车发动机排放的二氧化氮反而比限行前增长了10%。但无论如何氮氧化物总量还是下降了。此外红色预警使得北京周边钢厂、铁厂、电厂和化工厂停产,空气中二氧化硫量因此下降了33%。挥发性有机物也下降了40%,这一物质与汽车、城市餐饮业和化工工业都有关。

这次红色预警对大气中的二次颗粒物形成产生了有效的限制。我们用筛选仪器把PM2.5颗粒物按化学成分分开来看。工厂排放的二氧化硫在大气中二次反应会产生可吸入颗粒物硫酸盐,而我们检测到硫酸盐这次在红色预警后与相同气象条件的污染过程相比下降了60%。同时,汽车尾气排放出的氮氧化物会在大气中催化产生可吸入颗粒物硝酸盐,而这次硝酸盐下降了70%。因此可以说这次红色预警,很有效地限制了气态污染物在大气中的二次反应,也很有效地限制了可吸入颗粒物被催化氧化产生。此外黑炭下降了50%,有机物下降了48%,而农牧业产生的铵盐几乎没有下降。

三联生活周刊:这次是北京自2013年《北京市空气重污染应急预案》通过以来首次启动红色预警,看来对抗重霾污染很有效,红色预警采用的减排措施会成为常态吗?

王跃思:红色预警是最高级别的应急措施,希望不要经常发生。红色预警所采用的临时减排措施不能变成为常规环保措施。我认为绝对不能把单双号出行作为长期实行的机动车减排措施,这样很快就会失去红色预警带来的“红利”。北京市平时限制600万辆机动车之中的20%,红色预警时限制50%,如果长期实行机动车单双号出行,很多人就会购买第二辆车,有钱的人买好车,没钱的人买辆二手车,这样只会让污染更加严重,那时红色预警再单双号限行就不起作用了。

三联生活周刊:那怎样才能最有效地治理重霾污染?

王跃思:“源头治理”才是最重要的。对于机动车来说减排要从油路车三方面进行治理。首先保证油品质量,油品质量不好车再好也没用。其次是解决交通拥堵。这次红色预警已经充分证明了只要交通畅通,汽车的一氧化氮污染就会大幅度下降,同时机动车直接排放的有机颗粒物和黑炭也会大幅度下降。因此城市道路交通网如何规划和运行也是关键。油品质量全面升级和道路基本畅通的条件下,进一步发展新能源汽车,才有可能对长期治理大气污染有所帮助。根据发达国家的经验,类似北京这样的超大城市,轨道公共交通和自行车是解决空气污染的最有效办法。

此外大型柴油运货车对北京污染影响很重。每晚我们都会观测到一个柴油车排放的污染物高值,这个指标性高值就是可长时间漂浮在空气中的黑炭。每天上下班高峰时段是汽车在路上拥堵,排放形成大量有机碳颗粒物;而一到了晚上,大量柴油车进入五环路,拉着我们的生活必需品——蔬菜、粮食、建筑材料和取暖煤炭等——进京,同时拉走城市产生的大量垃圾。这需要整个京津冀地区统一升级柴油标准,规定严格的柴油车尾气颗粒物和氮氧化物排放量。目前技术已经具备,标准已经制定,需要的是执行和监管。管理到位是目前北京和京津冀大气污染治理最为关键的第一步。

三联生活周刊:北京周边对北京城区的污染影响大吗?

王跃思:我两三年前就提出了333制原则。北京的大气颗粒物污染,三分之一是北京自己直接排放的,三分之一是北京周边输送过来的,三分之一是气态污染物在大气中二次反应产生的。除了气象条件外,冬天重霾的原因主要是燃煤,取暖用的煤质量不稳定,脱硫脱硝除尘设备运行低效,夜间偷排偷放现象屡禁不止。而北京四环路以内已经禁止燃煤了,但周边的燃煤污染给北京带来了很严重的影响。北京一年四季工厂都要烧煤,但冬季因取暖燃煤总量增加1倍,大气中二氧化硫浓度则增加了8倍至10倍。

此次红色预警期间,我们观测到北京城区因机动车排放使得大气氮氧化物浓度高,而京郊大气中二氧化硫浓度比北京城区高很多,尤其大兴和通州这两个地区,究其原因是因为北京周边散户燃煤取暖根本没有限制。虽然散户燃煤只占整个燃煤总量的10%至20%,但造成的污染可以达到30%至40%。北京郊区在做煤改电或煤改气,对住户进行补贴,但河北却没有这些改革和补贴,散户烧土暖气没有任何防止污染的措施,很多村镇住户还在烧劣质的原煤。

煤管理对污染物减排十分重要。大兴区20蒸吨以下的锅炉有600多个,在中科院的帮助下建立了一个在线监管平台,预测仅此一项措施,就可能使该区域颗粒物减少排放17%。由此可以想象毫无控制的散户燃煤对大气污染起到的作用非常巨大。除了煤改电、煤改气,使用先进的锅炉也会帮助减排,使用添了生石灰的蜂窝煤也会比烧煤渣减少产生的烟尘。但这些工作都需要具体的落实。解决农村取暖燃煤造成的大气污染是一项非常细致的工作。前几天媒体报道环保部门检查京津冀采暖用煤有70%不合格,若将散户燃煤考虑在内,这一不合格比例还要大。

三联生活周刊:北京治霾已经三年了,你觉得这几年重霾污染有什么变化?

王跃思:我最近很少在媒体上说话的原因,就是因为我没有得出什么新的研究结果。我每年发表的学术论文很多,但这些研究成果与2013年相比没有什么更新的变化。原因是污染源并没有什么太多变化,唯一有变化的是北京夏季、秋季PM2.5中硝酸盐的成分超过了硫酸盐,而且臭氧污染比以前更加严重了。但这对公众能有多大的积极意义啊!2013年开始北京市决定首先治理重霾污染,从政府到环保部到科学家都很重视,拼命做这项工作,但三年过去了,我们的空气质量并没有发生质的好转。因此,问题的关键依然在于管理,在于环保措施的真正落实,并且长期执行不反弹。我们的电厂脱硫脱硝和除尘设备很健全,钢铁厂大部分也有脱污设备,但这些设备真的每天都在高效运行吗?能否向公众和媒体开放接受监督?重化工企业也是如此,挥发性有机物的排放有没有高效的处理措施?

因此我觉得这次红色预警对公众、社会、企业、环保部门来说都是一个警示,是给各方的一个治霾压力。我们从2013年起进行了三年重霾污染治理,结果2015年底却发出了北京市第一次红色预警,这能说明我们空气质量有明显好转了吗?回想2013年,是冬季1月份爆发的严重空气污染,而今年冬天我们从11月份就开始了,明年1月份空气质量能好转吗?红色预警给每个人带来的不应该仅仅是生活和工作的不方便,更多的应该是痛定思痛的思考。

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